Estudo de amplificadores de potência das classes A, B e AB.

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Electrónica II
Guia do 1º trabalho de laboratório:
Estudo de amplificadores de potência das
classes A, B e AB.
Morgado Dias
Universidade da Madeira
Electrónica II
1 Introdução
O objectivo deste trabalho é fazer o estudo prático do comportamento de
diversos andares amplificadores de potência das classes A, B e AB, bem
como das suas eficiências.
2 Amplificador classe A
Vcc
RL
vo
vi
C
RB
Vbb
Fig. 1. Amplificador classe A
RL = 1KΩ; RB = 20KΩ; C = 1µF; Vcc = 20V;
Transístor NPN MJE15030
2.1 (T) A fig. 1 apresenta um amplificador da classe A. Qual é o ponto de
funcionamento em repouso necessário para que o sinal de saída possa ter a
máxima excursão simétrica sem distorção? Para que serve determinar a
potência máxima dissipada no transístor?
2.2 (P) Monte o circuito e coloque-o no ponto de funcionamento em repouso
definido acima através do ajuste de Vbb. Qual o valor de Vbb obtido?
Amplificadores de Potência
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2.3 (P) Aplique ao circuito um sinal sinusoidal com 50 mVpp e frequência
100khz. Esboce as formas de onda à entrada e saída.
2.4 (T) Qual a eficiência obtida e qual a máxima que se poderia obter?
2.5 (P) Aumente a amplitude do sinal de entrada até atingir a situação de
máxima eficiência. Calcule a eficiência obtida.
3 Amplificador classe B
+
Vcc
vo
vi
RL
-
Vcc
Fig. 2. Amplificador classe B
RL = 100Ω; Vcc = 10V
Transístor NPN MJE15030 , Transístor PNP MJE15031
3.1 (T) O circuito da fig. 2 apresenta um amplificador da classe B. Explique o
seu funcionamento. Porque é que este circuito é de classe B? Quais as
suas vantagens e inconvenientes em relação à classe A?
3.2 (P) Monte o circuito, excite-o com um sinal sinusoidal de 1.5 Vpp e 100
KHz. Esboce as formas de onda de entrada e saída e calcule a eficiência
obtida. Compare-a com a máxima.
3.3 (P) Aumente a amplitude do sinal de entrada até atingir a situação de
eficiência máxima. Esboce as formas de onda e calcule a eficiência obtida.
Amplificadores de Potência
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4 Amplificador das classes A, B e AB
Vcc
o
•
R2
R5
C1
•
vi
o
•
R1
•
•
•
o
vo
•
RL
C2
R3
R4
•
o
- Vcc
Fig. 4. Amplificador que pode operar nas classes A, B ou AB.
R1 = 4.7KΩ; R2 = R3 = 10KΩ; R4=R5=RL = 100Ω; C1 = C2 = 1µF; Vcc = 10V
A fig. 4 apresenta um amplificador que pode ser posto a operar nas classes
A, B ou AB por variação do potenciómetro R1.
4.1 (P) Monte o circuito da figura 4 e aplique-lhe um sinal sinusoidal com 1.5
Vpp e 100KHz. Faça variar o potenciómetro R1 por forma a colocar o circuito
nas diferentes classes. Sempre que necessário verifique a tensão nas
resistências de colector.
4.2 (P) Para cada classe esboce as ondas de entrada e de saída e calcule a
eficiência a partir dos valores práticos.
4.3 (P-T) Para o funcionamento em classe A calcule a eficiência perdida
devido às resistências R1,R2 e R3.
4.4 (T) Consulte as características do transístor que esta a utilizar e calcule:
a) A máxima dissipação de potência que é possível para uma temperatura
ambiente de 40ºC.
Amplificadores de Potência
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b) A temperatura da junção na situação da temperatura ambiente anterior
mas com uma dissipação de 1W.
4.5 (T) Calcule a máxima potência que o transístor pode dissipar para uma
temperatura ambiente de 40ºC mas com um dissipador de calor para o qual
θCS=0.45ºC e θSA=4ºC/W. Calcule também a temperatura do encapsulamento
e do dissipador.
5-Comparação de Resultados
Compare as eficiências obtidas para os amplificadores nas várias classes.
Compare os valores de eficiência obtidos com os valores máximos.
Analise o comportamento térmico dos dispositivos em relação à capacidade
de dissipação de potência e à utilização de dissipadores.
Comente os resultados obtidos.
Este enunciado de trabalho de laboratório é uma adaptação de um trabalho originalmente
preparado na Escola Superior de Tecnologia de Setúbal pelos professores: Morgado Dias,
Miguel Correia e Páscoa Dias
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